本書基于生物電子傳遞基礎(chǔ)理論，從概念到分類，從原理到應(yīng)用，從現(xiàn)狀到展望，較為系統(tǒng)地闡述了環(huán)境生物介體理論與技術(shù)；借助生物酶學(xué)、生物電化學(xué)和生物能量學(xué)等交叉學(xué)科思維，建立了探究介體催化機(jī)理的新方法；結(jié)合高分子材料科學(xué)的技術(shù)與方法，研發(fā)了多種介體修飾功能材料，為介體催化強(qiáng)化難降解污染物的生物轉(zhuǎn)化的應(yīng)用提供技術(shù)支持。全書共分為三篇，*篇生物介體理論基礎(chǔ)篇，主要介紹生物呼吸與電子傳遞理論和介體催化理論；第二篇生物介體催化技術(shù)篇，總結(jié)介體調(diào)控多種污染物的生物轉(zhuǎn)化的催化機(jī)理、性能和技術(shù)的研究成果；第三篇介體理論與應(yīng)用展望篇，提出了基于介體理論的宏介體新內(nèi)涵，并展望了介體技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向。本書具有新穎性、科學(xué)性、系統(tǒng)性和啟發(fā)性，將為環(huán)境生物技術(shù)學(xué)科的發(fā)展提供助力。
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目錄
前言
第一篇 生物介體理論基礎(chǔ)
第1章 微生物呼吸與電子傳遞理論 3
1.1 呼吸作用 3
1.1.1 傳統(tǒng)呼吸 3
1.1.2 胞外呼吸 7
1.2 電子傳遞系統(tǒng)理論 9
1.2.1 傳統(tǒng)電子傳遞鏈概述 9
1.2.2 電子傳遞鏈及其傳遞體的排列順序 10
1.2.3 電子傳遞鏈的組成部分 11
1.2.4 電子傳遞抑制劑 13
1.2.5 胞外呼吸電子傳遞過程與機(jī)制 16
1.3 微生物新型呼吸 21
1.3.1 產(chǎn)電呼吸 21
1.3.2 鐵（錳）呼吸 25
1.3.3 腐殖質(zhì)呼吸 28
1.3.4 介體介導(dǎo)微生物胞外呼吸機(jī)制與優(yōu)勢(shì) 33
參考文獻(xiàn) 34
第2章 介體催化理論 36
2.1 介體的概念與發(fā)展 36
2.1.1 介體概念與特點(diǎn) 36
2.1.2 介體的發(fā)展歷程 37
2.2 介體體系 38
2.2.1 好氧微生物介體系統(tǒng) 38
2.2.2 厭氧微生物介體系統(tǒng) 41
2.3 介體分類 42
2.3.1 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 42
2.3.2 按來源分類 47
2.3.3 按作用位點(diǎn)分類 49
2.3.4 按介體生物特性分類 51
2.3.5 按水溶性分類 52
2.4 非水溶性介體 53
2.4.1 基于碳材料的非水溶性介體 53
2.4.2 介體的固定化構(gòu)建非水溶性介體 58
2.5 介體催化污染物厭氧生物轉(zhuǎn)化的機(jī)理 67
2.5.1 介體催化污染物生物轉(zhuǎn)化機(jī)理 67
2.5.2 介體對(duì)污染物厭氧生物轉(zhuǎn)化的調(diào)控 71
2.6 介體催化性能的影響因素 75
2.6.1 介體固有特性 75
2.6.2 環(huán)境因素 80
2.7 介體特性分析方法 84
2.7.1 核磁共振氫譜 84
2.7.2 電化學(xué)分析方法 84
2.7.3 電子順磁共振 86
2.7.4 紅外吸收光譜分析 86
2.7.5 理論模擬與計(jì)算 87
參考文獻(xiàn) 88
第二篇 生物介體催化技術(shù)
第3章 介體強(qiáng)化偶氮染料生物脫色 97
3.1 固定化醌類介體強(qiáng)化偶氮染料生物脫色 97
3.1.1 海藻酸鈣固定化醌類介體對(duì)脫色速率的影響 98
3.1.2 醌基修飾載體對(duì)染料生物脫色的加速作用 100
3.1.3 AQS改性的磁性納米粒子強(qiáng)化偶氮染料生物脫色 102
3.2 固定化非醌類介體強(qiáng)化偶氮染料脫色 105
3.2.1 中性紅改性聚丙烯酸（PAA-NR）水凝膠強(qiáng)化偶氮染料生物脫色 106
3.2.2 PAA-NR的強(qiáng)化穩(wěn)定性 107
3.3 固定化醌類介體強(qiáng)化生物脫色機(jī)理 108
3.3.1 醌介體強(qiáng)化酸性紅B脫色過程中氧化還原電位變化 108
3.3.2 醌介體強(qiáng)化生物脫色過程中的電子傳遞特性 109
3.3.3 介體循環(huán)伏安特性與介體強(qiáng)化性能的關(guān)系 111
3.3.4 醌介體強(qiáng)化效果與其化學(xué)結(jié)構(gòu)活性相關(guān)性分析 114
3.4 固定化非醌類介體強(qiáng)化生物脫色機(jī)理 116
3.4.1 非醌介體強(qiáng)化生物脫色過程中的電子傳遞特性 116
3.4.2 PAA-NR體系偶氮染料生物脫色的電子傳遞機(jī)制 120
參考文獻(xiàn) 121
第4章 介體催化強(qiáng)化生物反硝化 124
4.1 水溶性介體強(qiáng)化生物反硝化特性研究 125
4.1.1 水溶性醌類介體強(qiáng)化反硝化性能 125
4.1.2 卟啉類介體強(qiáng)化反硝化性能 126
4.2 固定化醌類功能介體催化強(qiáng)化生物反硝化 129
4.2.1 聚吡咯活性炭氈固定化醌類介體強(qiáng)化反硝化特性 130
4.2.2 PET-AQS強(qiáng)化反硝化特性 131
4.2.3 醌基PA膜強(qiáng)化反硝化特性 132
4.3 醌類介體強(qiáng)化反硝化機(jī)理 133
4.3.1 醌呼吸菌在反硝化顆粒污泥中的分布及豐度特征 133
4.3.2 菌株GW1的醌呼吸特性 134
4.3.3 醌介體加速反硝化過程中的電子傳遞特性 135
4.4 血紅素介體強(qiáng)化反硝化機(jī)理 138
4.4.1 血紅素強(qiáng)化反硝化過程中的電子傳遞特性 138
4.4.2 卟啉類介體強(qiáng)化反硝化的結(jié)構(gòu)分析 141
參考文獻(xiàn) 142
第5章 介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽生物轉(zhuǎn)化 146
5.1 醌介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解特性 146
5.1.1 醌介體對(duì)高氯酸鹽降解的影響 146
5.1.2 環(huán)境因素對(duì)介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解的影響 148
5.2 醌介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解機(jī)理 149
5.2.1 醌介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解酶學(xué)響應(yīng)機(jī)制 150
5.2.2 醌介體催化強(qiáng)化高氯酸鹽降解電子傳遞機(jī)理 150
5.3 醌介體催化強(qiáng)化微生物燃料電池降解高氯酸鹽特性 154
5.3.1 醌介體種類對(duì)MFC產(chǎn)電及高氯酸鹽降解性能的影響 154
5.3.2 醌介體調(diào)控MFC產(chǎn)電呼吸鏈 158
5.3.3 醌介體對(duì)產(chǎn)電呼吸菌的影響 160
參考文獻(xiàn) 161
第6章 介體調(diào)控重金屬污染微生物修復(fù) 164
6.1 介體調(diào)控鉻的生物還原機(jī)理與技術(shù) 165
6.1.1 介體調(diào)控鉻（Ⅵ）的生物還原機(jī)理 165
6.1.2 介體調(diào)控鉻（Ⅵ）生物還原的影響因素 166
6.1.3 AQS調(diào)控鉻（Ⅵ）生物還原電子傳遞機(jī)制 169
6.2 介體調(diào)控碲的生物還原機(jī)理與技術(shù) 171
6.2.1 介體調(diào)控碲（Ⅳ）的生物還原機(jī)理 171
6.2.2 介體調(diào)控碲（Ⅳ）生物還原的影響因素 172
6.2.3 AQDS調(diào)控碲（Ⅳ）生物還原電子傳遞機(jī)制 174
6.3 介體調(diào)控其他金屬生物還原技術(shù) 175
6.3.1 介體調(diào)控土壤重金屬生物提取 175
6.3.2 介體調(diào)控放射性核素生物修復(fù) 176
6.3.3 介體調(diào)控貴金屬催化劑生物回收 177
參考文獻(xiàn) 178
第三篇 介體理論與應(yīng)用展望
第7章 電子宏介體理論與應(yīng)用展望 185
7.1 介體理論展望 185
7.1.1 氧化還原電子宏介體（電子穿梭體）理論 185
7.1.2 生物能量電子宏介體理論 186
7.1.3 生物電容電子宏介體理論 187
7.1.4 電子信號(hào)宏介體理論 188
7.2 介體應(yīng)用展望 189
7.2.1 新型生物電子介體材料的開發(fā)與應(yīng)用 190
7.2.2 生物電子介體材料的固載與應(yīng)用 190
7.2.3 內(nèi)源生物電子介體與合成生物學(xué)的耦合與應(yīng)用 191
參考文獻(xiàn) 191
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